Reka bentuk mekanikal motor elektrik aruhan 3 fasa.
Memang tidak dapat dinafikan bahawa keadaan iklim dunia mengalami penurunan kualiti yang ketara di mana udara di sekeliling rumah kita, termasuk Jakarta, tidak dapat dilaksanakan lagi di mana terdapat banyak Zarah 2.5 berbahaya dalam udara yang kita sedut setiap hari. Bukan sahaja keadaan udara, permintaan yang tinggi terhadap petroleum yang diproses seperti petrol dan diesel menyebabkan Indonesia mengimport di mana pada 2018 terdapat 393,000 tong sehari. Sememangnya bajet yang dibelanjakan untuk memenuhi keperluan bahan api tidaklah sedikit, dan tidak akan berkurangan untuk beberapa tahun akan datang, memandangkan stok petroleum Indonesia juga telah berkurangan. Berdasarkan masalah ini, Universitas Indonesia komited untuk membina pengangkutan mesra alam, dipanggil Bas Elektrik. Bas Elektrik ini mempunyai penggerak utama dalam bentuk motor aruhan 3 fasa. Penulis dalam makalah ini sedang melakukan penelitian untuk membina reka bentuk motor elektrik yang digunakan pada The Bus, agar motor tersebut dapat menghasilkan prestasi yang sesuai dengan spesifikasi reka bentuk.
Pemacu motor aruhan berbilang fasa (MIM) dengan modulasi polephase (PPM) sesuai untuk aplikasi kenderaan elektrik(EV) kerana sebab-sebabnya, seperti operasi kuasa berterusan dengan kecekapan tinggi pada julat tork kelajuan yang dilanjutkan dan kebolehpercayaan yang tinggi. Dengan menggunakan modulasi Pole-Phase, dalam kertas ini pemacu motor aruhan sangkar tupai 45 fasa (IM) dicadangkan dengan nisbah kelajuan 1:3:5:9:15 untuk aplikasi EV. Pemacu IM 45 fasa yang dicadangkan dengan 90 slot stator mampu beroperasi pada lima kombinasi fasa kutub yang berbeza, iaitu, 45 fasa 2 kutub, 15 fasa 6 kutub, 9 fasa 10 kutub, 5 fasa 18 -tiang dan 3-fasa 30-tiang. Lima kombinasi di atas menjadikan pemacu MIM ini sesuai untuk aplikasi EV, yang menghilangkan sistem gear mekanikal dalam EV konvensional. Ini boleh membantu untuk menjimatkan saiz dan berat kenderaan. Pemacu MIM ini menawarkan tork yang tinggi untuk memulakan laluan pecutan dan kecerunan pada kelajuan rendah dan menyediakan kuasa tinggi untuk pelayaran berkelajuan sederhana dan tinggi, yang serupa dengan enjin IC lima gear biasa.
Masalah mengendalikan motor aruhan tiga fasa yang disambungkan kepada sistem bekalan satu fasa menggunakan dua penukar dibincangkan. Perhatian khusus tertumpu pada tork permulaan dan keperluan ketidakseimbangan minimum untuk penarafan kuasa motor yang berbeza. Pendekatan baharu dicadangkan di sini, berkenaan pengiraan saiz permulaan dan larian penukar, untuk membolehkan motor dihidupkan di bawah keadaan beban penuh dengan faktor ketidakseimbangan minimum. Saiz ini juga dimodelkan sebagai fungsi kuasa motor, dengan julat terpakai yang luas. Kaedah untuk menentukan segera penukaran saiz penukar pertama juga diperkenalkan dan dimodelkan. Aplikasi berangka cadangan telah dijalankan pada motor aruhan yang berbeza untuk menyiasat kesahihannya. Keputusan membuktikan faktor ketidakseimbangan minimum yang munasabah sebanyak 5.8 peratus semasa keadaan larian biasa. Mereka juga menunjukkan bahawa tork permulaan yang mencukupi adalah sekurang-kurangnya sama dengan angka beban penuh.
Kaedah ini melibatkan penggunaan pengubahsuaian blok dan mengendalikan motor elektrik supaya sudut tukaran adalah kurang daripada 180 darjah dan lebih besar daripada 120 darjah. Bilangan semula jadi keadaan berturut-turut dengan tempoh yang sama ditakrifkan dalam setiap satunya dua atau tiga fasa (P1-P3) mempunyai voltan fasa bukan sifar. Tempoh keadaan diperoleh daripada kelajuan motor dan bilangan kutub. Tuntutan Bebas juga disertakan untuk yang berikut: motor elektrik 3 fasa tanpa berus.
Motor elektrik berbilang fasa termasuk perumah, pemegun yang dipasang pada perumah, pemutar yang dipasang secara berputar berbanding pemegun, dan sistem pengesan kedudukan yang dikonfigurasikan dan dilupuskan untuk mengeluarkan isyarat yang mewakili kedudukan pemutar berbanding pemegun. Sistem pengesan kedudukan termasuk anggota berputar yang dipasang relatif kepada pemutar dan kepelbagaian penderia digital yang dipasang relatif kepada anggota berputar. Sekurang-kurangnya dua daripada pluraliti penderia digital dikonfigurasikan dan dilupuskan untuk menjana isyarat output kuadratur. Kepelbagaian penderia digital yang dikonfigurasikan dan dilupuskan untuk mengesan bahagian diskret anggota berputar untuk mengesan kedudukan pemutar berbanding dengan pemegun.
Kaedah yang dicadangkan adalah berdasarkan pengekstrakan magnitud dan fasa kandungan subband frekuensi tinggi (HFSB) yang terdapat dalam komponen paksi d−q arus stator (id dan iq) dalam motor aruhan. Magnitud dan fasa yang dikehendaki diekstrak dengan memproses id dan iq menggunakan bingkai fasalet yang direalisasikan oleh bank penapis termodulat. Bank penapis ini direka bentuk menggunakan enam penapis lulus tinggi digital, yang pekalinya ditentukan oleh fungsi asas fasalet biorthogonal. Kandungan HFSB yang diekstrak memberikan maklumat tandatangan yang boleh menawarkan pengesanan kerosakan yang tepat dan pantas. Kaedah pengesanan kerosakan elektrik berasaskan fasalet telah dijadikan prosedur untuk pelaksanaan digital. Prestasi kaedah yang dicadangkan dinilai di luar talian untuk arus stator terkumpul daripada dua pemacu motor aruhan yang berbeza di bawah keadaan operasi yang berbeza. Keputusan ujian luar talian menunjukkan pengesanan kerosakan elektrik yang tepat, boleh dipercayai dan pantas, dengan sensitiviti kecil.
Menerangkan voltan lampau yang disebabkan oleh memutuskan sambungan banyak beban motor pada talian pengagihan kuasa dengan kapasitor pembetulan faktor kuasa semasa saluran penghantaran fasa terbuka. Fenomena voltan lampau dikaji melalui ujian medan, analisis keadaan mantap dan analisis sementara. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa voltan talian ke talian pada talian agihan 6.6 kV dengan talian penghantaran 22 kV fasa terbuka berjumlah 1.7 seunit. Voltan lampau disebabkan oleh dua jenis resonans. Satu ialah resonans litar linear antara kapasitor pembetulan faktor kuasa dan impedans sisi sekunder motor. Perbezaan antara komponen positif dan negatif impedans menghasilkan resonans. Yang lain ialah resonans litar tak linear antara kapasitor pembetulan faktor kuasa dan tindak balas tepu pengubah.
Modul ini terdiri daripada litar penerus tidak terkawal, litar penukar buck, dan litar penyongsang tiga fasa sebagai motor aruhan tiga fasa pemacu. Modul ini adalah sumber jaring yang disambungkan litar penerus tiga fasa dikawal oleh keluaran variak tiga fasanya dari hingga 200 Vdc. Kemudian litar penyearah keluaran DC disambungkan ke litar penukar buck, sehingga keluaran DC digunakan sebagai input inverter tiga fasa yang menghasilkan tegangan hingga 100 Vac. Voltan keluaran penyongsang untuk menjalankan motor aruhan tiga fasa. Teknik pensuisan digunakan untuk mencetuskan MOSFET penyongsang ialah mod pensuisan voltan PWM (Pulse Width Modulated) dengan 180 konduksi. Penjanaan isyarat PWM dikawal melalui mikropengawal ATmega 8535.
Kertas ini memodelkan dua jenis motor BLDC 3 fasa, satu mempunyai jenis sambungan Y dan satu lagi mempunyai jenis bebas, dan ia menunjukkan simulasi mereka, membandingkan ciri-cirinya. Hasil daripada simulasi, voltan fasa motor BLDC 3 fasa bebas adalah lebih tinggi daripada motor BLDC tiga fasa sambungan-Y. Apabila rintangan pemegun dan kearuhan stabil, voltan fasa tinggi menyebabkan peningkatan arus fasa maksimum dan peningkatan di dalamnya secara bersiri menyebabkan peningkatan tork maksimum. Juga didapati bahawa denyutan semasa motor BLDC fasa bebas telah dikurangkan dengan mengawal arus fasa motor BLDC bebas.
Di bawah keadaan kelajuan rendah, kaedah pengesanan masa nyata dan anggaran kedudukan rotor berdasarkan teknologi PLL dicadangkan, yang digunakan untuk menyelesaikan masalah ketepatan pengesanan sistem kawalan motor segerak magnet kekal (PMSM) untuk kenderaan elektrik. Prinsip kawalan turun naik isyarat frekuensi tinggi dianalisis, dan model matematik tiga fasa PMSM di bawah rotor dianggarkan rangka rujukan berputar segerak diwujudkan. Prinsip asas gelung berkunci fasa (PLL) dianalisis. Berdasarkan gelung berkunci fasa, kaedah anggaran kedudukan rotor direka dan dianalisis. Akhir sekali, model simulasi sistem kawalan tanpa sensor disediakan, dan eksperimen simulasi dijalankan. Keputusan eksperimen simulasi menunjukkan bahawa kawalan tanpa sensor berdasarkan PLL boleh memperoleh kedudukan rotor yang tepat dan keupayaan kawalan yang sangat baik. Oleh itu, kaedah anggaran kedudukan rotor berdasarkan PLL adalah kaedah yang ideal untuk kawalan tanpa sensor motor pemacu kenderaan elektrik.
Ciptaan ini berkaitan dengan motor elektrik untuk operasi penukar kuasa dengan belitan stator berbilang fasa yang boleh dipilih yang dibahagikan kepada sistem belitan separa berfasa m yang serupa dan disambungkan kepada sejumlah cawangan jambatan penukar kuasa am yang disambungkan selari pada bahagian dc. Adalah mungkin untuk memilih belitan stator dengan sesentuh pensuisan yang agak sedikit kerana sistem belitan separa dipisahkan secara galvani dan disusun dalam susunan bintang tetap atau poligon di mana, untuk menukar lilitan, sekurang-kurangnya satu titik sambungan setiap sistem separa boleh disambungkan kepada titik sambungan yang bertentangan secara diametrik, dari sudut pandangan kedudukan fasa, sistem separa lain melalui komponen pensuisan yang berasingan.
Sistem motor elektrik termasuk perumah motor dan teras pemegun yang dilupuskan di dalam perumah motor. Teras pemegun termasuk penukar haba besi belakang untuk mengalirkan bendalir melaluinya. Salur masuk bendalir dilupuskan pada bahagian pertama a penukar haba besi belakang yang sekurang-kurangnya sebahagiannya dalam komunikasi bendalir dengan sumber penyejuk cecair dan dikonfigurasikan untuk menerima campuran penyejuk. Salur keluar bendalir dilupuskan pada bahagian kedua penukar haba besi belakang untuk mengeluarkan penyejuk gas dari penukar haba besi belakang supaya cecair penyejuk boleh ditukar kepada penyejuk gas dalam penukar haba besi belakang dengan menerima tenaga daripada teras pemegun membenarkan penyejuk gas keluar melalui alur keluar dan dengan itu mengeluarkan haba daripada teras pemegun.
Motor elektrik berbilang fasa termasuk perumah, pemegun yang dipasang pada perumah, pemutar yang dipasang secara berputar berbanding pemegun, dan sistem pengesan kedudukan yang dikonfigurasikan dan dilupuskan untuk mengeluarkan isyarat yang mewakili kedudukan pemutar berbanding pemegun. Sistem pengesan kedudukan termasuk anggota berputar yang dipasang relatif kepada pemutar dan kepelbagaian penderia digital yang dipasang relatif kepada anggota berputar. Sekurang-kurangnya dua daripada pluraliti penderia digital dikonfigurasikan dan dilupuskan untuk menjana isyarat output kuadratur. Kepelbagaian penderia digital yang dikonfigurasikan dan dilupuskan untuk mengesan bahagian diskret anggota berputar untuk mengesan kedudukan pemutar berbanding dengan pemegun.
Litar permulaan untuk motor elektrik fasa tunggal termasuk kedua-dua fasa pemisah dan motor permulaan kapasitor termasuk suis keadaan pepejal terkawal pintu yang disambungkan secara bersiri ke belitan permulaan motor. Denyutan rujukan yang diperbetulkan daripada pengubah nadi dijana untuk menghidupkan transistor pertama untuk menyediakan arus gating bagi suis keadaan pepejal. Pada mulanya, apabila motor ditenagakan pada rpm sifar, denyutan diterima pada suis selepas arus belitan permulaan melalui paras arus sifar untuk menggegarkan suis untuk menjalankan setiap separuh kitaran dan memberi tenaga kepada belitan permulaan namun apabila motor semakin laju, denyutan diterima lebih awal dan lebih awal berbanding arus lilitan permulaan sifar silang sehingga pada kelajuan yang dipilih denyutan diterima pada suis sebelum arus lilitan permulaan sifar silang dengan keputusan suis tidak lagi berpagar pengalir. Apabila ini berlaku, voltan merentasi suis menjadi tinggi.
Kaedah untuk mengawal motor elektrik fasa tunggal atau polifasa yang dikawal penukar voltan/frekuensi menilai peralihan fasa antara EMF dan BEMF dengan cara sisihan antara lintasan sifar arus fasa dan voltan yang dihasilkan oleh aruhan intrinsik dan melaraskan semula kekerapan penukar sewajarnya. Pengukuran induksi intrinsik dilaksanakan dalam persilangan sifar bagi kursus semasa fasa yang berkaitan, di mana semasa pengukuran fasa dipisahkan daripada rangkaian bekalan.
Litar kawalan motor elektrik, terutamanya untuk motor fasa belah, di mana perintang pekali suhu positif disilang dalam litar belitan permulaan untuk mengeluarkan dengan ketara belitan permulaan daripada litar selepas motor dihidupkan manakala suis sensitif suhu disediakan secara bersiri dengan motor untuk menyahtenagakan motor apabila ia terlebih beban. Elemen perintang pekali suhu positif mempunyai elemen sensitif suhu yang dikaitkan dengannya yang menghalang suis sensitif suhu daripada diaktifkan kepada kedudukan tertutup daripada kedudukan terbuka apabila elemen perintang berada di atas suhu yang telah ditetapkan.
Motor dua fasa kecil yang mempunyai gegelung medan pertama dan kedua yang masing-masing bekerjasama dengan pemutar silinder yang panjang dan nipis. Pemutar disediakan dengan hanya sepasang kutub pemutar tidak saintifik dan mempunyai nisbah panjang kepada diameter yang menguntungkan sekurang-kurangnya kira-kira 2.5. Pemasangan kepingan tiang pemegun berada dalam hubungan fluks magnet dengan pemutar dan termasuk set pertama dan kedua kutub pemegun menonjol yang masing-masing bekerjasama dengan gegelung medan pertama dan kedua. Terdapat hanya dua kutub stator yang menonjol dalam setiap set, dan kutub stator dijarakkan secara sudut dengan lebih kurang sembilan puluh darjah elektrik. Dalam beberapa penjelmaan salah satu kutub pemegun dalam set pertama dan satu daripada kutub pemegun dalam set kedua memanjang dalam arah bertentangan selari dengan paksi pemutar dari satu anggota tiub tunggal yang membentuk sebahagian daripada pemasangan kepingan tiang.
Kaedah kawalan untuk motor DC tiga fasa tanpa berus. Voltan yang disebabkan oleh putaran pemutar boleh dijadikan sampel pada nilai lintasan sifar yang dijangkakan pertama untuk menghasilkan nilai voltan sampel pertama. Purata pluraliti nilai voltan sampel, termasuk nilai voltan yang disampel pada pluraliti nilai lintasan sifar yang dijangkakan dan nilai voltan sampel pertama, boleh dikira. Nilai voltan sampel pertama boleh ditolak daripada purata yang dikira untuk menghasilkan ralat lintasan sifar delta. Kitaran tugas modulasi lebar denyut boleh dilaraskan berdasarkan ralat lintasan sifar delta. Kitaran tugas modulasi lebar denyut boleh digunakan untuk mengawal halaju putaran rotor.
Sebagai tambahan kepada ciri-ciri asas seperti saiz yang kecil, ringan dan penyelenggaraan yang mudah, motor kenderaan elektrik (EV) dikehendaki memiliki ciri-ciri yang membolehkan pengeluaran tork yang tinggi pada kawasan kelajuan rendah dan untuk merealisasikan pelbagai operasi kuasa malar pada kawasan berkelajuan tinggi. Dalam usaha untuk menambah baik lagi sifat operasi kuasa malar motor aruhan (IM), kertas ini mencadangkan IM penukaran kutub enam fasa (PCM enam fasa). PCIM enam fasa mengembangkan lagi julat operasi kuasa malar tanpa meningkatkan volum dan arus IM. Untuk menjelaskan prinsip asas dan ciri tork PCIM enam fasa, pertama, kaedah penggulungannya dan pengagihan mmf akan diperiksa. Seterusnya, dengan mewujudkan kaedah pengiraan prestasi berdasarkan kaedah gelombang kuasi-sinusoidal, kebolehlaksanaan pengiraan prestasi yang sangat tepat yang mencukupi untuk kegunaan sebenar akan ditunjukkan. Tambahan pula, dengan menjelaskan ciri tork maksimum melalui eksperimen.
Transien voltan hadapan curam, yang dijana oleh keadaan pra-keadaan dalam pemutus litar dan penyentuh apabila ditutup, menghasilkan tegasan penebat celahan yang teruk dalam belitan mesin. Program komputer yang mensimulasikan pengeluaran transien pra-menunjukkan diterangkan. Simulasi adalah berdasarkan perwakilan sistem tiga fasa penuh, termasuk bar bas, peranti pensuisan, penggulungan kabel dan motor. Interaksi kompleks antara sistem dan peranti pensuisan, dan juga interaksi antara tiga kutub peranti pensuisan, diambil kira sepenuhnya. Kaedah penyelesaian berdasarkan transformasi Fourier dan menggunakan gabungan penjana voltan dan arus untuk mensimulasikan tindakan pensuisan digunakan dalam pengiraan.
Motor magnet kekal dalaman (FT-IPM) lima fasa dalam-roda toleransi kerosakan dalaman menggabungkan merit kecekapan tinggi, ketumpatan kuasa tinggi dan kebolehpercayaan yang tinggi, sesuai untuk Kenderaan Elektrik (EV). Strategi kawalan Rangkaian Neural Songsang (NNI) pemulihan baharu dicadangkan untuk mencapai operasi pasca kerosakan. Dalam skema ini, NN digunakan untuk menganggarkan model songsang motor FT-IPM. Dengan gabungan sistem NNI dan pemacu motor asal, sistem kompaun pseudo-linear boleh diperolehi. Simulasi menunjukkan bahawa strategi kawalan yang dicadangkan membawa kepada prestasi kawalan yang sangat baik pada mod yang rosak dan menawarkan keteguhan yang baik terhadap gangguan beban.
Litar elektrik melindungi motor elektrik arus terus daripada beban lampau. Litar ini mempunyai pemegun magnet kekal, pemutar yang mengambil arus motif melalui komutator, diod pemulihan, dan perintang ketepatan. Perintang ketepatan adalah dalam siri dengan diod pemulihan. Voltan pengedaran (Uv) digunakan antara diod pemulihan dan perintang ketepatan , melalui suis kuasa antara salah satu elektrod suis kuasa dan titik nod . Elektrod kawalan suis kuasa disambungkan kepada keluaran pembanding . Input pertama pembanding disambungkan ke titik nod , dan input kedua dipautkan ke pemancar nilai ambang. Pautan antara elektrod pertama, voltan pengedaran dan titik nod terganggu di atas nilai ambang yang telah ditetapkan dan dipulihkan apabila voltan telah jatuh di bawah nilai ambang yang lebih rendah.
Diterangkan di sini ialah injap pendikit untuk enjin pembakaran dalaman; injap pendikit disediakan dengan: motor elektrik tanpa berus tiga fasa yang mempunyai tiga belitan stator dan tiga penderia kedudukan sudut yang direka untuk menentukan kedudukan sudut pemutar motor elektrik ; tempat duduk injap; elemen cakera boleh putar atau rama-rama, yang melibatkan tempat duduk injap dan dipasang pada aci supaya ia boleh berputar kira-kira paksi putaran untuk berpusing antara kedudukan buka dan kedudukan penutup tempat duduk injap di bawah tujahan motor elektrik; transmisi gear untuk menyambungkan motor elektrik ke aci elemen cakera; dan unit kawalan elektronik yang direka untuk memacu motor elektrik mengikut logik kawalan maklum balas menggunakan sebagai kuantiti maklum balas kedudukan sudut elemen cakera mengenai paksi putaran, diukur dengan menggunakan tiga penderia kedudukan sudut yang disepadukan dalam motor elektrik .
Kaedah disediakan untuk mengesan arus fasa yang tidak mencukupi atau hilang dalam motor segerak magnet kekal, dan termasuk menentukan kedudukan vektor komposit gabungan arus fasa tiga fasa berkenaan dengan bahagian pegun motor, dan memberikan sektor kepada kedudukan. Kaedah ini termasuk membandingkan arus fasa kepada arus ambang yang ditentukur sepadan dengan sektor, dan melaksanakan tindak balas apabila nilai mutlak kurang daripada ambang. Kenderaan termasuk peranti storan tenaga (ESD), motor/penjana yang dikonfigurasikan sebagai motor segerak magnet kekal, penyongsang voltan dan bas untuk mengalirkan arus DC dari ESD ke penyongsang. Pengawal mengesan arus fasa yang tidak mencukupi, menentukan kedudukan vektor semasa AC tiga fasa, menetapkan sektor kepada kedudukan dan melaksanakan tindak balas apabila nilai mutlak arus fasa kurang daripada ambang yang ditentukur.
Motor elektrik kapasitor belah kekal dibina dengan menggunakan komponen sedia ada bagi reka bentuk motor kutub berlorek yang diketahui untuk mengurangkan kos kejuruteraan, perkakas, inventori dan lain-lain kos pembuatan motor baharu dan, berpotensi, reka bentuk yang diketahui melalui skala ekonomi. Perubahan kepada motor yang diketahui pada dasarnya melibatkan litar penggulungan yang berbeza dan penambahan kapasitor. Motor baru boleh diterbalikkan dengan litar suis tunggal.
